Broworkshop om förstärkning av samverkansbroar

Transkript

1 Broworkshop om förstärkning av samverkansbroar Förstärkning och underhåll av befintliga stål och samverkansbroar (betong och stål) stod i fokus under en intressant workshop den 28 september i Rambölls lokaler i Stockholm. Workshopen arrangerades av Ramböll och LTU samt lockade 35 deltagare från 12 olika nationer. Figur 1- Inbjudan till workshop, (Ramböll, 2015) ProLife Peter Collin (Ramböll/LTU) inledde med att informera om att bakgrunden till workshopen ligger i det uppstartade EU-projektet ProLife (Prolonging lifetime of old steel and steel-concrete bridges). Projektet handlar om hur man i framtiden ska förlänga livslängden på befintliga broar. De ökade trafiklaster och hårdare normer som ställs på dagens åldrande brobestånd leder till att effektivare lösningar vid förstärkningsarbeten på befintliga broar kommer bli allt viktigare i framtiden.

2 En dansk järnvägsbro med sprickor Inspektionsmetoder med hjälp av röntgen på fackverksbroar med bultade knutpunkter visar ibland fel som inte kan upptäckas visuellt. Claus från Rambøll Danmark pratade om denna metod som de använt på Storstrømbron. Vid den visuella inspektionen hade inte några sprickor upptäckts. Det hade tidigare bestämts att 20 % av brons förband skulle inspekteras med hjälp av röntgen, ett flertal sprickor upptäcktes och det beslutades att alla knutpunkter skulle undersökas. En av förstärkningsmetoderna som användes var extra bultar i de knutpunkter sprickor uppstått. I dagsläget övervakar man regelbundet bron med hjälp av töjningsmätare för att ytterligare sprickor ska upptäckas i tid och diskussioner förs om det är mer ekonomiskt att ersätta bron. Spirol Pins Paul Jackson från Ramböll UK pratade om förstärkningsarbete på Dockland Light Railway Bridge. För att uppnå samverkan mellan betongplattan och stålkonstruktionen installerades Spirol Pins. Detta är bultar utan huvud som tillverkats genom att en förzinkad plåt rullats 2,25 varv kring sin egen axel. Den största fördelen med använda Spirol Pins jämfört med andra metoder för uppnå samverkan var att inga störningar i trafiken skedde då allt arbete sker underifrån bron, hål borras genom överfläns samt farbana varefter Spirol Pins slås in. Metoden har även använts på den svenska Pitsundsbron, och kommer att undersökas mer ingående av LTU och Ramböll i ProLife projektet. Figur 2 - Spirol Pin, (Jackson, 2015)

3 Norska förstärkningsmetoder I Norge har man problem med att de gamla norska normerna från 60-talet använt sig av låga axellaster, detta har nu inneburit att broar som är dimensionerade efter dessa inte klarar av dagens krav och är i behov av förstärkning. Jon Halden från Rambøll Norge presenterade några olika förstärkningsmetoder som man har använt på sina broar. Till skillnad från metoden med Spirol Pins som tidigare introducerats har man på en del broar skapat samverkan med tvärkraftsförbindare som installerats och gjutits in från brons ovansida. I dessa fall har man kapat upp betongen i sektioner ovanifrån vilket inneburit att framkomligheten för trafiken varit begränsad, samtidigt som man fått gjuta och göra om brons tätskikt. Andra metoder där tilläggsmaterial använts var också vanliga, exempelvis extra balkar och stöd. Då man använt sig av en extra stålbalk mellan de befintliga har man använt en design så att den endast tar upp trafiklaster, vilket är det ursprungliga problemet. Mindre materialkrävande åtgärder som L-formade plåtar eller vinkeljärn mellan fläns och liv på stålbalkarna har visat sig vara effektiva. Metoder som också visat ge bra resultat är reducering av egenvikt då man bytt ut betongfarbanan mot ett lättare material som aluminium. För minskande av fältmoment har ett stöd lagts till om så lämpligt, t ex om bron är placerad över ett vattendrag. Uppspända stålstänger har också använts i detta syfte, även på tågbroar då man i vanliga fall har sett att man får stora svängningar i stängerna. Svängningarna har man reducerat genom att introducera fler upphängningar och på så sätt har man minskat svängningslängderna. Finsk rapport Tomi Harju från det finska trafikverket pratade om vilka utmaningar de står inför, bl.a. med att de äldre broarna i Finland är museibroar, vilket kan jämföras med vår svenska K-märkning. Detta innebär att inga stora förändringar i brons utseende är tillåtet, vilket begränsar förstärkningsmetoderna. Precis som Norge har Finland problem med hur de gamla normerna var utformade, här är det stora problemet hur man tagit utmattning i beaktande i dåvarande design. En rapport om ett finskt projekt för bultade tågbroar planeras vara färdig hösten Tomi förespråkar som tidigare personer vikten av övervakning av knutpunkter i fackverksbroar, då dessa är en viktiga pusselbitar i brons resterande livslängd.

4 Årstabron Förstärkningsarbetet som har utförts på Östra Årstabron i Stockholm presenterades av Tore Lundmark från Ramböll Sverige. Årstabron byggdes under slutet av 1920-talet och var färdigställd Initiellt var tanken att både tågtrafik och fordonstrafik skulle passera över bron, farbanan för fordonstrafik har dock aldrig genomförts. Detta innebär att stålbågen är dimensionerad för trafiklaster från både tåg och bilar, och innebär att bågen har reserv för en ökad axellast på tågtrafiken, något som inte är faller för längs- och tvärgående balkar i övrigt. I förstärkningsarbetet använde man sig av de befintliga spåren för att transportera ut och in de delar som skulle bytas ut. Figur 3 - Utbytning av farbana med hjälp av befintliga spår, (Lundmark, 2015) Helhetstänk vid underhåll Tomas Petracheck från ÖBB pratade om att ett mer holistiskt synsätt krävs när det kommer till underhåll av järnvägsnätet, idag kan budgeten skilja sig mellan broar beroende på deras kändisskap i Österrike. En välkänd bro i Österrike har inga problem med budget till förstärkning eller underhåll samtidigt är skötseln av en okänd bro med lika stor betydelse för järnvägsnätet eftersatt, vilket leder till dyrare åtgärder i framtiden. Tomas pratade även om betydelsen av en välgjord dokumentation när förstärkningsarbete ska utföras. En intressant sak som togs upp var att broar som byggts de senaste 30 åren av ITgenerationen ofta har sämre dokumentation jämfört broar som konstruerats innan där beräkningar finns dokumenterade på varje detalj. Stora underhållsprojekt Bert Hesselink hos Movares talade om de stora förstärkningsarbeten som måste göras på broar inom de kommande 5-10 åren i Holland för undvika störningar i trafiken. Bert förklarade en

5 vanlig metod som användes i Holland där gamla däck med träslipers byts ut mot ortotropa däck. Bert visade även exempel på hur man förstärkt knutpunkter i järnvägsbroar av fackverkstyp. Korrosion vanligt problem Allessio Pipinato förklarade att eftersatt underhåll avseende enkla åtgärder som målning har lett till stora korrosionsproblem i Italien. Åtgärderna för behandla dessa skador vid ett senare tillfälle visas ofta vara tidskrävande och kostsamma och därför belyste Alessio vikten av regelbundet underhåll. Ett exempel på en viktig lyftbro i Italien visades upp, bron hade stora korrosionsproblem och på vissa ställen hade upp till 50% av plåtens tjocklek rostat bort. Främsta anledningen berodde på att målningen förbisetts vid underhåll. Figur 4 - Chieppara bron, (Pipinato, 2015)

6 Fyrstegsmodell Edurne Nunez från ArcelorMittal förklarade en arbetsmetod som tagits fram i Tyskland för utvärdera skador och ge exempel på lämpliga åtgärder hos befintliga broar. Metoden använder en fyrastegsmodell för olika brodelar och beroende vilken nivå skadorna bedöms till ges riktlinjer på lämpliga åtgärder som kan utföras. Edurne visade bland annat tillämpning av förstärkningsåtgärder för broar med kraftig korrosion, där åtgärden var att lyfta bort de gamla skadade brodäcket och ersätta det med ett prefabricerat brodäck. Figur 5 - Prefabricerade element, (Nunez, 2015) Fullskaliga tester Tidigare projekt med inriktning mot brounderhåll och hållbara lösningar presenterades av Lennart Elfgren professor på Luleå Tekniska Universitet. Han visade upp tidigare projekt som han varit delaktig i, samt ett flertal fullskaletester på broar. Bland dessa var en tågbro som tagits ur bruk i och med Botniabanan I Örnsköldsvik. Förstärkningar utfördes på bron innan testet för att undvika ett vanligt böjbrott. Forskare från ett flertal nationer var där för att övervaka och analysera testet. En annan bro som också testats är "Kirunabron" där malmbrytningen lett till att bron tagits ur bruk, vilket gav möjlighet till testerna. Lennart betonade vikten av att fortsätta utveckla metoder för förstärkningsarbeten och att detta ska ses I ett helhetligt systemtänk. -Try everything. Keep what is good, (Paul the Apostle).

7 Bara början Peter Collin avslutade workshopen med tacka alla deltagare för en intressant överblick av aktuella och utförda förstärkningsarbeten i Europa. Han fortsatte att prata om vilka framtida utmaningar dagens brobestånd står inför och hur ProLife bara är starten på ökad kunskap inom området. Figur 6 - Interaktion mellan arbetspaketen (ProLife, 2015)

8 Slutsats Workshopen var mycket uppskattad bland deltagarna och vikten av att ordna liknande samlingar i framtiden stod klart. Genom att dela erfarenheter inom området mellan olika länder och olika aktörer gynnas utvecklingen inom området. Flera olika lösningar på förstärkningar redovisades under workshopen och det var ett allmänt intryck att förstärkningsarbeten av broar är ett område som bara kommer att öka i framtiden. Som Peter Collin uttryckte det: -För varje bro vi bygger har vi en mindre att bygga men en till att underhålla. Figur 7 - Deltagare på workshopen, (Nourani, 2015)

9 Referenser till bilder Figur 1 - Ramböll Sverige 2015 Figur 2 - Paul Jackson, Ramböll UK, 2015 Figur 3 - Tore Lundmark, Ramböll Sverige, 2015 Figur 4 - Allessio Pipinato, AP&P, 2015 Figur 5 - Edurne Nunez, ArcelorMittal, 2015 Figure 6 - Proposal Description-Prolife page 12, 2015 Figure 7 - Anna Nourani, Ramböll, Sverige, 2015